近日，负责美国国家点火装置（National Ignition Facility，NIF）项目的科学家指出，NIF中世界最高能的激光系统正向实现能量增益的聚变反应的目标逐渐逼近。

　　7月5日，科学家用192束激光向装有氘氚混合物的贫化铀微型靶丸发射了1.8MJ、500TW激光能量——这是至今为止所达到的最高能量及功率。

　　实验结果表明，距激光器达到实现点火所需的条件指日可待。NIF的负责人说：“此次点火实验达到了前所未有的水平，这确保了激光器将在实现聚变的必要设计指标下运行。”

　　尽管尚未进行点火演示，演示时间也并未确定。但据加州NIF设施的官员称，他们已完成了实现目标所需进程的75%。

　　“我们所收集的所有实验数据资料表明，我们离实现点火的目标已经近在咫尺，且并未发现影响点火的关键性问题”他们说道，“我们可能在未来的几个月或更长时间里获得重大成就。无论如何，这相比原定项目计划中的50年期限将大大缩短。”

　　虽然科研团队并未对激光聚变点火这一重要事件制定出准确时间，但激光聚变能负责人Mike Dunne今年早些时候曾说，点火可能在2012年年内实现。

　　Dunne在今年1月举办的SPIE美国西部光电展（Photonics West）发言时说 ：“我们现在有信心宣布，聚变点火将在未来的6-18个月内实现。”

    下一步：α粒子加热

　　NIF团队的下一主要步骤是“α粒子加热”工作。即对激光内爆基础上产生的氦原子核（α粒子）进行加热，提高聚变燃料的温度并维持等离子体高温，使聚变反应持续。

　　“我们已成功从核聚变反应产生α粒子，并使燃料达到足够密度以储存所需能量”NIF研究人员说，“我们将在今年夏天的实验中寻找实现α粒子加热最可行的内爆方式。”

　　可重复性

　　此次1.8 MJ/500 TW的能量发射是一系列192束激光实验中最近的一次，这也表明了该激光系统的可重复性。“NIF会定期在比原先性能更高的水平下运行”实验室介绍道。

　　在一系列实验中，7月5日的实验总能量第三次超过1.8MJ。此前，科学家取得的最高激光发射能量是在7月3日的实验中，在423W的峰值功率下有超过1.89MJ的能量传递到靶丸。

　　今年三月的发射就已为7月5日的实验奠定了基础——激光系统传送能量首次达到1.8MJ，伴随411 TW的峰值功率。

　　“自20多年前被构想以来，NIF装置正逐渐向科学家们所规划的激光聚变装置靠拢”NIF主任Edward Moses在实验室声明中说，“它现在正全面投入运作，科学家们也正朝着实现点火的目标以及为国家安全及基础科学研究的用户群体提供实验渠道，最终实现长期追寻的清洁核聚变能源而努力。”

　　建造NIF设施最主要的原因是实现以受控方式来模拟核爆炸产生的条件——从而取代地下核武器试验。此外，在激光系统所创建的极端环境下，科学家还可模拟恒星和巨大行星内核的环境，进行科学试验，为科学界提供大量此前无法获取的数据。

    　“500TW的能量发射是NIF团队所取得的非凡成就，创造了迄今只存在于恒星内部深处的前所未有的实验条件”，麻省理工学院高能密度物理部负责人Richard Petrasso在NIF的陈述中说，“对于世界各地的科学家以及像我们这样积极寻求极端条件下基础科学和实验室聚变点火目标的人来说，这无疑是一个振奋人心的非凡成就。”

　　除核能管理和科学研究中的应用外，更长远的目标是开发可作为未来聚变发电站的此类聚变系统。虽然这一目标现在看来还遥不可及，必须克服一系列挑战——用激光在10 Hz的左右的频率射击靶丸；采用可经受反复激光聚爆和伴随着核聚变中子轰击的光学和其他组件；并能够以较为合理的成本实现上述条件。

　　寻求能经受这种极端条件的光学元件原是NIF激光器性能打靶水平中所关心的主要问题之一。但实验室研究人员正与工业合作伙伴密切合作，对光学元件进行改进并大幅度降低缺陷等级，为最新研究成果铺平道路。